java-动态追踪技术

JSP动态解析过程

请求访问一个JSP文件的时候，整个过程是这样的:
JSP文件修改过后，之所以能及时生效，是因为Web容器（Tomcat）会检查请求的JSP文件是否被更改过，如果发生过更改，那么就将JSP文件重新解析翻译成一个新的Sevlet类，并加载到JVM中，之后的请求，都会由这个新的Servet来处理。这里有个问题，根据Java的类加载机制，在同一个ClassLoader中，类是不允许重复的，为了绕开这个限制，Web容器每次都会创建一个新的ClassLoader实例，来加载新编译的Servlet类，之后的请求都会由这个新的Servlet来处理，这样就实现了新旧JSP的切换。

HTTP服务是无状态的，所以JSP的场景基本上都是一次性消费，这种通过创建新的ClassLoader来“替换”class的做法行得通，但是对于其他应用，比如Spring框架，即便这样做了，对象多数是单例，对于内存中已经创建好的对象，我们无法通过这种创建新的ClassLoader实例的方法来修改对象行为。

java.lang.instrument.Instrumentation

看完文档之后，我们发现这么两个接口：reDefineClasses和reTransformClasses。一个是重新定义class，一个是修改class。

直接操作字节码 ASM、CGLib

BTrace

https://github.com/btraceio/btrace
BTrace是基于Java语言的一个安全的、可提供动态追踪服务的工具。BTrace基于ASM、Java Attach Api、Instruments开发，为用户提供了很多注解。依靠这些注解，我们可以编写BTrace脚本（简单的Java代码）达到我们想要的效果，而不必深陷于ASM对字节码的操作中不可自拔。

package com.sun.btrace.samples;

import com.sun.btrace.annotations.*;
import com.sun.btrace.AnyType;
import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;

/**
 * This sample demonstrates regular expression
 * probe matching and getting input arguments
 * as an array - so that any overload variant
 * can be traced in "one place". This example
 * traces any "readXX" method on any class in
 * java.io package. Probed class, method and arg
 * array is printed in the action.
 */
@BTrace public class ArgArray {
    @OnMethod(
        clazz="/java\\.io\\..*/",
        method="/read.*/"
    )
    public static void anyRead(@ProbeClassName String pcn, @ProbeMethodName String pmn, AnyType[] args) {
        println(pcn);
        println(pmn);
        printArray(args);
    }
}

package com.sun.btrace.samples;

import com.sun.btrace.annotations.*;
import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;
import com.sun.btrace.annotations.Export;

/**
 * This sample creates a jvmstat counter and
 * increments it everytime Thread.start() is
 * called. This thread count may be accessed
 * from outside the process. The @Export annotated
 * fields are mapped to jvmstat counters. The counter
 * name is "btrace." +  + "." + 
 */ 
@BTrace public class ThreadCounter {

    // create a jvmstat counter using @Export
    @Export private static long count;

    @OnMethod(
        clazz="java.lang.Thread",
        method="start"
    ) 
    public static void onnewThread(@Self Thread t) {
        // updating counter is easy. Just assign to
        // the static field!
        count++;
    }

    @OnTimer(2000) 
    public static void ontimer() {
        // we can access counter as "count" as well
        // as from jvmstat counter directly.
        println(count);
        // or equivalently ...
        println(Counters.perfLong("btrace.com.sun.btrace.samples.ThreadCounter.count"));
    }
}

BTrace的架构是怎样的呢？

BTrace主要有下面几个模块：

• BTrace脚本：利用BTrace定义的注解，我们可以很方便地根据需要进行脚本的开发。

• Compiler：将BTrace脚本编译成BTrace class文件。

• Client：将class文件发送到Agent。

• Agent：基于Java的Attach Api，Agent可以动态附着到一个运行的JVM上，然后开启一个BTrace Server，接收client发过来的BTrace脚本；解析脚本，然后根据脚本中的规则找到要修改的类；修改字节码后，调用Java Instrument的reTransform接口，完成对对象行为的修改并使之生效。

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